KR20170135847A

KR20170135847A - 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170135847A
Application number: KR1020177027782A
Authority: KR
Inventors: 유선미; 허진; 남정학; 임재현; 전용준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-12-08
Also published as: CN107439014A; EP3282700A4; WO2016163616A1; US20180124397A1; US10630977B2; EP3282700A1; EP3282700B1

Abstract

본 발명은 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 현재 코딩 유닛의 블록 파티션 정보를 획득하는 단계; 상기 블록 파티션 정보에 기초하여, 파티션 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 단계; 및 상기 유도된 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 파티션 블록의 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 파티션 블록의 인트라 예측 모드는 예측 방향에 따라 제한된 개수로 정의되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치

본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 인트라 픽쳐를 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.

차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.

따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.

특히, 인트라 예측의 경우 정사각형(Square) 형태의 파티션(partition)을 이용하는데, 이러한 방법은 참조 샘플(reference sample)과 근접한 위치의 샘플을 예측할 때는 오차가 적지만, 참조 샘플(reference sample)과 예측 샘플 위치와의 거리가 증가함에 따라 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서, 예측 오차를 줄이기 위해 이러한 단점을 보완할 필요가 있다.

본 발명은 인트라 블록(intra block)의 예측 단위인 예측 유닛(Prediction unit)을 직사각형 형태(Rectangular shape) 또는 라인 형태(line shape)로 정의하고, 이를 코딩하는 방법을 제안하고자 한다.

또한, 본 발명은 인트라 블록(intra block)의 예측 유닛(Prediction unit)이 직사각형 형태(Rectangular shape)로 정의된 경우 정사각형 형태(square shape)의 쿼드트리 변환 유닛으로 코딩하는 방법을 제안하고자 한다.

또한, 본 발명은 인트라 블록(intra block)의 예측 유닛(Prediction unit)이 직사각형 형태(Rectangular shape)로 정의된 경우 직사각형 형태(Rectangular shape)의 쿼드트리 변환 유닛으로 코딩하는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명은 인트라 코딩시 예측 모드의 방향과 블록 파티션 정보와의 관계에 기초하여 코딩하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 블록 파티션 정보에 기초하여 예측 모드를 유추하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 코딩 유닛의 크기에 기초하여 RD 비용 관점에서 가장 적합한 예측 유닛의 형태를 결정하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 인트라 블록이 여러 개의 예측 블록으로 구분되어 있는 경우 변환 유닛을 정의하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 참조 픽셀과의 거리에 기초하여 예측을 수행하는 방법을 제공한다.

본 발명은 인트라 블록(intra block)의 예측 단위인 예측 유닛(Prediction unit)을 직사각형 형태(Rectangular shape) 또는 라인 형태(line shape)로 정의함으로써 코딩 블록의 내부를 더 작은 직사각형 형태(Rectangular shape) 또는 라인 형태(line shape) 단위로 예측 및 복원을 수행할 수 있고, 그럼으로써 예측 오차를 더 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 정지 영상 또는 동영상 부호화 시에 발생하는 레지듀얼 신호의 데이터량을 감소시킴으로써 보다 효율적으로 비디오 신호를 처리할 수 있다.

또한, 본 발명은 하나의 코딩 유닛이 다수의 예측 유닛을 포함하고 있는 경우, 각 예측 유닛마다 서로 다른 인트라 예측 모드를 가질 수 있기 때문에 더 세밀한 인트라 예측을 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 예측 블록을 생성할 경우 예측 모드에 의해 결정된 참조 픽셀 위치에 따라 더욱 정확한 예측 블록을 생성할 수 있고, 그에 따라 레지듀얼 신호의 데이터량을 감소시킬 수 있어, 이를 전송하는 에너지의 양을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 블록 파티션 정보와 코딩 모드의 방향성 간의 관계에 기초하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, SDIP(Short Distance Intra Prediction) 방향 정보에 기초하여 예측 모드를 유추하는 과정을 설명하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
도 7 및 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, SDIP(Short Distance Intra Prediction) 방향 정보에 기초하여 MPM(Most Probable Mode) 인덱스를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛 크기에 기초하여 가장 적합한 예측 유닛을 결정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 하나의 코딩 유닛이 다수의 변환 유닛을 포함하고 있는 경우 디코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 블록이 복수개의 예측 유닛으로 구분되어 있는 경우 직사각형 형태의 변환 유닛을 정의하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 블록이 복수개의 예측 유닛으로 구분되어 있는 경우 코딩 유닛 또는 예측 유닛을 기준으로 직사각형 형태의 변환 유닛을 분해하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 블록이 복수개의 예측 유닛으로 구분되어 있는 경우 정사각형 형태의 변환 유닛을 정의하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, RD 비용 관점에서 최적의 파티션 정보를 결정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

또한, 본 발명은, 상기 현재 코딩 유닛이 참조 샘플과의 거리에 기초하여 분할되었는지 여부를 나타내는 플래그 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 현재 코딩 유닛이 참조 샘플과의 거리에 기초하여 분할된 경우, 상기 파티션 블록의 인트라 예측 모드가 유도되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 현재 코딩 유닛이 참조 샘플과의 거리에 기초하여 분할된 경우, 상기 현재 코딩 유닛의 분할 방향을 나타내는 방향 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 현재 코딩 유닛의 분할 방향은 수평 방향 또는 수직 방향을 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 인트라 예측 모드는 전송된 예측 모드 값과 오프셋 값의 합에 의해 유도되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 오프셋 값은 상기 방향 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 방향 정보가 수평 방향을 나타내면 상기 오프셋 값은 수직 방향의 예측 모드를 나타내는 값들 중 최소값에 대응되고, 그렇지 않은 경우에는 0을 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 현재 코딩 유닛의 제 1 예측 유닛에 대해 인트라 예측을 수행하는 단계; 상기 제 1 예측 유닛에 대해 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 현재 코딩 유닛의 크기를 확인하는 단계; 상기 현재 코딩 유닛이 기설정된 크기에 대응되는 경우, 제 2 예측 유닛에 대해 인트라 예측을 수행하는 단계; 상기 제 2 예측 유닛에 대해 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 제 1 예측 유닛과 상기 제 2 예측 유닛의 율-왜곡 비용에 기초하여, 최적의 예측 유닛 크기를 결정하는 단계; 및 상기 최적의 예측 유닛의 크기에 따라 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 최적의 예측 유닛은 직사각형 또는 정사각형 모양인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 현재 코딩 유닛 내 변환 유닛의 모양은 상기 최적의 예측 유닛의 모양에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 변환 유닛은 상기 현재 코딩 유닛을 기준으로 쿼드트리(quadtree) 분해 또는 옥타트리(octatree) 분해되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 변환 유닛은 상기 현재 코딩 유닛 내에서 적어도 하나의 직사각형 모양 또는 정사각형 모양으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 최적의 예측 유닛의 분할 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 슬라이스 헤더 또는 코딩 유닛 헤더 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 한다.

발명의 실시를 위한 형태

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.

다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.

인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 잔여 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 잔여 신호는 변환부(120)로 전송된다.

변환부(120)는 잔여 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.

양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.

양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 잔여 신호를 복원할 수 있다. 복원된 잔여 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.

한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.

복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.

인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.

따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.

보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.

인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.

상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 잔여 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.

디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.

역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다. 여기서, 획득된 변환 계수는 상기 도 1의 변환부(120)에서 설명한 다양한 실시예들이 적용된 것일 수 있다.

역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신호(residual signal)를 획득하게 된다.

획득된 잔여 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다.

필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.

본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.

인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.

예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.

하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.

도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.

CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.

도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당된다.

CTU은 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.

레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.

또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.

인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.

또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.

LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.

하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.

앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.

TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU은 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.

TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.

하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.

상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.

상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.

PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 블록 파티션 정보와 코딩 모드의 방향성 간의 관계에 기초하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

인트라 예측은 정사각형 모양의 파티션 블록에 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은, 참조 샘플(reference sample)과 근접한 위치의 샘플을 예측할 때는 오차가 적지만, 참조 샘플(reference sample)과 예측되는 위치(predicted position)와의 거리가 증가함에 따라 예측 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 이를 보완하기 위해 참조 샘플(reference sample)과 예측되는 위치(predicted position)와의 거리를 줄일 수 있는 방법을 소개하고자 한다. 본 명세서에서는 이를 SDIP(short distance intra prediction)라 부르기로 한다.

본 발명의 일실시예로, 인트라 예측시 예측 블록(prediction block)의 모양은 직사각형(Rectangular) 또는 라인(Line)으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 블록의 내부를 더 작은 직사각형(Rectangular) 또는 라인(Line) 단위로 예측 및 복원을 수행함으로써, 예측 오차를 더 줄일 수 있다.

본 발명에서는, 정사각형이 아닌 직사각형(Rectangular) 또는 라인(Line) 단위로 예측과 복원 과정이 진행되기 때문에, 예측 방향에 따라 정확도의 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 도 5(a)와 같이 현재 블록이 수직 방향 모드(Vertical direction mode)일 경우, 참조 샘플과의 거리를 고려하여 상기 현재 블록을 4개의 수평 방향으로 분할하는 것이 예측 오차를 효과적으로 줄일 수 있다.

다른 예로, 도 5(b)와 같이 수평 방향 모드(Horizontal direction mode)일 경우에는 참조 샘플과의 거리가 상단 보다는 좌측과 가깝도록 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할하는 것이 예측 오차를 효과적으로 줄일 수 있다.

도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, SDIP(Short Distance Intra Prediction) 방향 정보에 기초하여 예측 모드를 유추하는 과정을 설명하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.

본 발명이 적용되는 디코더가 블록 파티션 정보를 예측 모드보다 먼저 수신한 경우(S610), 상기 예측 모드는 상기 블록 파티션 정보에 기초하여 유추될 수 있다.

예를 들어, 인트라 예측 모드 2번부터 17번까지는 수평 방향 모드를 나타내고 18번부터 34번까지는 수직 방향 모드를 나타낼 때, 현재 블록 파티션 정보가 수평 형태인 경우, 이 블록 파티션에 대한 인트라 예측 모드는 18번부터 34번만 수신하도록 할 수 있다. 이 경우, 현재 블록에 대한 예측 모드의 개수를 절반으로 줄일 수 있기 때문에, 예측 모드를 가리키는 지시 비트(indication bits)를 절약할 수 있다.

현재 블록의 코딩 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 확인할 수 있다. 현재 블록의 코딩 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 디코더는 SDIP 플래그 정보를 획득할 수 있다(S620). 여기서, SDIP 플래그 정보는 SDIP가 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 의미할 수 있고, 이는 sdip_flag로 표현될 수 있다. 상기 SDIP는 현재 블록이 분할되어 있는 경우 블록 파티션의 형태에 기초하여 예측 모드를 제한적으로 수신하는 경우를 의미할 수 있다.

상기 SDIP 플래그 정보에 따라, SDIP가 적용되는 경우 디코더는 SDIP 방향 정보를 수신할 수 있다(S630). 여기서, 상기 SDIP 방향 정보는 SDIP가 적용되는 방향을 나타내는 정보를 의미할 수 있으며, sdip_direction으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 SDIP 방향 정보는 수직 방향 또는 수평 방향을 나타낼 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또는, 상기 SDIP 방향 정보는 플래그에 의해 정의될 수도 있다.

그리고, 현재 코딩 블록이 인트라 모드이고, sdip_flag = 1이며, sdip_direction = 1 이면, prev_intra_luma_pred_flag[ i ]를 획득할 수 있다(S640). 여기서, prev_intra_luma_pred_flag[i], mpm_idx[i] 및 rem_intra_luma_pred _mode[i]는 휘도 샘플에 대한 인트라 예측 모드를 나타내기 위해 이용될 수 있다. prev_intra_luma_pred_flag[ i ] = 1 이면, 인트라 예측 모드는 mpm_idx[i]를 통해 이웃하는 인트라 예측된 예측 유닛(neighboring intra-predicted prediction unit)으로부터 유추된다(S660). prev_intra_luma_pred_flag[i] 이 1 이 아닌 경우, rem_intra_luma_pred _mode[i]를 획득할 수 있다(S670). 여기서, rem_intra_luma_pred _mode[i]는 인코더로부터 전송된 인트라 예측 모드를 나타낸다.

본 발명은, 상기 SDIP 방향 정보를 확인한 후, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 아래 수학식 1 및 수학식 2와 같은 유도식을 통해 정확한 모드를 유추할 수 있다.

상기 수학식 1을 살펴보면, 전송된 인트라 예측 모드와의 차이값을 나타내는 offset 값을 이용하여 보다 정확한 인트라 예측 모드를 획득할 수 있다. 이때, 상기 offset 값은 sdip_direction이 수평 방향이면 18을 나타내고, 그렇지 않으면 0을 나타낼 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, SDIP(Short Distance Intra Prediction) 방향 정보에 기초하여 MPM(Most Probable Mode) 인덱스를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일실시예로, 2개 이상의 MPM(Most Probable Mode)을 사용하는 환경에서 MPM(Most Probable Mode)을 구성할 때, 좌측 블록(Left block)과 상측 블록(Above block)의 우선 순위를 상기 SDIP 방향 정보(sdip_direction)에 따라 달리 적용할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 SDIP 방향 정보(sdip_direction)에 따라 MPM(Most Probable Mode)을 구성하는 좌측 블록(Left block)과 상측 블록(Above block)의 우선 순위를 다르게 적용함으로써 MPM 인덱스 정보를 앞쪽으로 스큐(skew)시킬 수 있다. 이를 통해 엔트로피 코딩(예를 들어, CABAC) 수행시 이득을 얻을 수 있다.

예를 들어, 도 7에서와 같이, 상기 SDIP 방향 정보(sdip_direction)가 수직 방향을 나타내는 경우, 상측 블록의 인트라 예측 모드(candIntraPredModeA)에 MPM 인덱스 1을 할당하고, 좌측 블록의 인트라 예측 모드(candIntraPredModeB)에 MPM 인덱스 2를 할당할 수 있다.

또한, 도 8에서와 같이, 상기 SDIP 방향 정보(sdip_direction)가 수평 방향을 나타내는 경우, 좌측 블록의 인트라 예측 모드(candIntraPredModeA)에 MPM 인덱스 1을 할당하고, 상측 블록의 인트라 예측 모드(candIntraPredModeB)에 MPM 인덱스 2를 할당할 수 있다.

도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛 크기에 기초하여 가장 적합한 예측 유닛을 결정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 인트라 블록(intra block)의 예측 단위인 예측 유닛(Prediction unit)을 직사각형 형태(Rectangular shape) 또는 라인 형태(line shape)로 정의하고, 이를 코딩하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 인트라 블록(intra block)의 예측 유닛(Prediction unit)이 직사각형 형태(Rectangular shape)로 정의된 경우 정사각형 형태(square shape) 또는 직사각형 형태(Rectangular shape)의 쿼드트리 변환 유닛으로 코딩하는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명이 적용되는 일실시예로서, 도 9에서는 인트라 블록이 인코딩되는 과정을 설명한다.

입력된 영상이 인트라 예측부에 입력되면, 가장 적합한 PU의 타입을 선택하기 위해 모든 PU 타입에 대해 인트라 예측을 수행할 수 있다.

또는, 인코더의 최적화를 위하여 조건에 따라 일부 PU에 대해 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 각 PU에 대하여, 복호화기와 약속된 모든 인트라 모드 혹은 일부의 인트라 모드에 대하여 어떤 모드가 가장 RD(Rate-distortion) 비용 관점에서 적합한지 선별할 수 있다.

예를 들어, 어떤 PU 타입에 대하여 가장 적합한 모드가 선정되었다면, CU (Coding unit)의 크기에 따라 다른 PU 타입에 대하여 동일한 동작을 수행한 뒤, RD(Rate-distortion) 비용 관점에서 가장 적합한 PU 타입을 선정할 수 있다. 가장 적합한 인트라 예측 모드와 PU 타입이 결정되면, PU 타입과 인트라 예측 모드, 변환 유닛 (TU, transform unit) 정보들이 주파수 영역으로 변환되고 양자화된 레지듀얼 신호 등이 디코더로 전송될 수 있다.

구체적 예로, 먼저 인코더는 현재 블록의 인트라 모드를 확인할 수 있다(S910). 그리고, 최소의 RD 비용인 2Nx2N PU에 대해 최적의 인트라 예측 모드를 선택할 수 있다(S920).

상기 인코더는 현재 코딩 유닛의 크기가 8x8 인지 여부를 확인할 수 있다(S930). 이때, 상기 현재 코딩 유닛의 크기가 8x8이 아닌 경우에는 상기 선택된 2Nx2N PU에 대해 최적의 인트라 예측 모드가 최종적인 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다.

그러나, 상기 현재 코딩 유닛의 크기가 8x8인 경우에는 상기 현재 코딩 유닛의 인트라 모드를 확인하고(S940), 최소의 RD 비용인 NxN PU에 대한 최적의 인트라 예측 모드를 선택할 수 있다(S950).

그리고, 최소의 RD 비용에 대응되는 최적의 PU 크기를 결정할 수 있다(S960).

도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 하나의 코딩 유닛이 다수의 변환 유닛을 포함하고 있는 경우 디코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

인코더에서 인코딩되어 전송된 비트스트림이 디코더에 입력되었을 때, 입력된 비트스트림을 디코딩하기 위해 부가 정보의 파싱이 필요할 수 있다. 디코딩할 영상에 대한 정보가 파싱되면, 각 CU에 대한 정보를 파싱할 수 있다. 만일 현재 디코딩 할 CU가 인트라 모드로 부호화 되었다면, 이에 대한 PU 파티션 정보, 각 PU에 대한 예측 모드 정보, 레지듀얼 신호에 대한 TU 정보 및 변환되어 양자화된 레지듀얼 신호에 대한 정보를 파싱할 수 있다(S1010, S1020, S1030).

현재 디코딩될 블록에 대해 파싱된 정보와 이미 복호화 된 주변의 정보를 이용하여 현재 블록의 예측 신호를 생성한 뒤(S1040), 레지듀얼 신호를 역양자화, 역변환 하여 인트라 블록을 디코딩할 수 있다(S1050). 이때, 인트라 블록은 디코딩된 주변 픽셀을 이용하여 예측 블록을 생성하고 잔차 신호를 생성하기 때문에, 최대한 많은 주변 픽셀의 정보를 이용하기 위하여 TU의 크기가 PU보다 클 수 없는 제약이 발생하며, 사실상 TU의 크기가 인트라 블록의 예측 단위인 것처럼 수행될 수 있다. 따라서, 하나의 PU 안에 여러 개의 TU가 존재할 경우, 예측 모드 정보는 PU 단위로 전송되기 때문에 각 PU가 인트라 예측 모드를 동일한 것으로 사용하며, 예측 블록의 생성은 TU 단위로 생성될 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 블록이 복수개의 예측 유닛으로 구분되어 있는 경우 직사각형 형태의 변환 유닛을 정의하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명이 적용되는 일실시예로써, 인트라 블록이 여러 개의 예측 블록으로 구분되었을 경우 이에 따른 TU를 정의하는 방법을 제공한다.

인트라 예측 블록에 대한 직사각형 형태의 PU 및 TU

입력된 영상을 인트라 모드로 예측하고자 할 때, 도 11 및 도 12와 같이 CU의 1/2 크기의 직사각형 모양을 갖는 PU로 분할할 수 있다.

본 발명의 일실시예로, 한 개의 CU 안에 여러 개의 PU를 가질 경우, 인트라 블록 부호화에서는 TU의 크기가 PU의 크기보다 클 수 없는 제약을 적용하여 TU의 분할(split) 정보인 RQT(residual quadtree)의 깊이(depth)를 0보다 큰 값으로 정의할 수 있다. 그리고 쿼드트리(quadtree)로 분할되는 기준을 CU로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예로, TU를 분할(split)함에 있어, PU의 모양(shape)에 의해 TU의 모양(shape)이 정의되도록 할 수 있으며, 예를 들어, 가로 방향 또는 세로 방향으로 4분할을 하여 쿼드트리 구조(Quadtree structure)를 유지할 수 있다.

한편, TU 분할(split) 시에, TU 깊이(depth)는 PU의 모양에 따라 가로 또는 세로의 길이 값이 4로 나누어 떨어지지 않을 때까지 증가할 수 있다. 하나의 인트라 CU에 다수의 PU를 가지고 있을 경우, 각 PU마다 서로 다른 인트라 예측 모드를 가질 수 있기 때문에 더 세밀한 인트라 예측이 가능해진다. 그리고 일반적으로 인트라 블록 예측을 수행할 때, 참조 픽셀과의 거리가 멀어질수록 생성된 예측 픽셀 값의 정확도가 떨어지기 때문에 레지듀얼 신호의 크기도 커질 수 있다.

본 발명을 이용하여 부호화를 수행할 경우, 정방형의 인트라 블록 유닛을 사용하는 것에 비해 참조 픽셀과의 거리가 좁혀지게 된다. 인트라 예측은 예측 모드 (방향성 및 DC, planar 등 비방향성 모드)에 따라 사용하는 참조 픽셀의 위치가 달라질 수 있으며, 본 발명을 사용하여 예측 블록을 생성하였을 경우 예측 모드에 의해 결정된 참조 픽셀 위치에 따라 더욱 정확한 예측 블록 생성이 가능하다.

따라서, 본 발명을 이용하여 정확한 예측 블록을 생성할 수 있기 때문에 레지듀얼 신호의 크기가 줄어 들고, 결국 이를 전송하는 에너지의 양을 줄일 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 블록이 복수개의 예측 유닛으로 구분되어 있는 경우 코딩 유닛 또는 예측 유닛을 기준으로 직사각형 형태의 변환 유닛을 분해하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

인트라 예측 블록에 대한 직사각형 형태의 PU 및 TU

입력된 영상을 인트라 모드로 예측하고자 할 때, 도 13 및 도 14와 같이 CU의 1/2 크기의 직사각형 모양을 갖는 PU로 분할할 수 있다. 한 개의 CU 안에 여러 개의 PU를 가질 경우, 인트라 블록 부호화에서는 TU의 크기가 PU의 크기보다 클 수 없는 제약을 적용하여 TU 깊이가 0일 때의 크기를 PU와 동일하다고 가정한다. 그리고 쿼드트리(Quadtree) TU 구조를 구성하는 기준을 PU로 지정할 수 있다. 또는, CU를 기준으로 옥타트리(Octatree)로 분할되는 것으로 정의할 수도 있다.

TU를 분할(split)함에 있어, PU의 모양을 유지하도록 하며, PU 내에서 가로 변과 세로 변의 길이를 2로 나누어 4분할을 하여 쿼드트리(Quadtree)를 유지한다. TU 분할(split) 시에, TU 깊이는 PU의 모양에 따라 가로 또는 세로의 길이 값이 2로 나누어 떨어지지 않을 때까지 증가할 수 있다.

하나의 인트라 CU에 다수의 PU를 가지고 있을 경우, 각 PU마다 서로 다른 인트라 예측 모드를 가질 수 있기 때문에 더 세밀한 인트라 예측이 가능해진다. 그리고 일반적으로 인트라 블록 예측을 수행할 때, 참조 픽셀과의 거리가 멀어질수록 생성된 예측 픽셀 값의 정확도가 떨어지기 때문에 레지듀얼 신호의 크기도 커질 수 있다.

도 15 및 도 16은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 블록이 복수개의 예측 유닛으로 구분되어 있는 경우 정사각형 형태의 변환 유닛을 정의하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

인트라 예측 블록에 대한 직사각형 형태의 PU 및 정사각형 형태의 TU

입력된 영상을 인트라 모드로 예측하고자 할 때, 도 15 및 도 16과 같이 CU의 1/2 크기의 직사각형 모양을 갖는 PU로 분할할 수 있다. 한 개의 CU 안에 여러 개의 PU를 가질 경우, 인트라 블록 부호화에서는 TU의 크기가 PU의 크기보다 클 수 없는 제약을 적용하여 TU의 분할(split) 정보인 RQT (residual quad-tree)의 깊이를 0보다 큰 값으로 고정한다. 그리고 쿼드트리로 분할되는 기준을 CU로 한다.

또한, TU를 분할(split)함에 있어, PU의 내부에서 정의될 수 있는 크기 (TU의 크기가 PU보다 클 수 없는 범위 내에서)를 정사각형(Square) 모양으로, 4분할을 하여 쿼드트리를 유지할 수 있다. TU 분할(split) 시에, TU 깊이는 PU의 모양에 따라 가로 그리고 세로의 길이 값이 2로 나누어 떨어지지 않을 때까지 증가할 수 있다.

인트라 예측 블록에 대한 직사각형 형태의 PU 및 혼합된(mixed) 형태의 TU

입력된 영상을 인트라 모드로 예측하고자 할 때, 앞서 기술한 정사각형(Square) 또는 직사각형(Rectangular) TU의 모양이 혼합되어 사용될 수 있다. PU와 TU의 블록 사이즈(block size)에 따라, 2 또는 4로 나누어 떨어져 분할이 가능할 경우 위의 직사각형(Rectangular) 모양과 정사각형(Square) 모양이 혼합되어 사용될 수 있다.

디코더에서 정사각형(Square) 모양의 분할인지 직사각형(Rectangular) 모양의 분할인지를 구분하기 위해서는, 인코더로부터 직접 분할 정보를 수신 하거나, TU의 깊이에 따라 규칙을 정의하거나, CU, PU 또는 TU의 블록 크기에 따라 규칙을 정의할 수 있다.

예를 들어, 인코더로부터 분할 정보를 수신받는 경우, VPS, SPS, PPS 등을 통해 영상 전체에 대하여 제어되거나, 슬라이스 헤더(Slice header)를 통해 슬라이스에 대해 제어되거나, CU 헤더(header)에 포함되어 블록 별로 제어될 수 있다.

도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, RD 비용 관점에서 최적의 파티션 정보를 결정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명이 적용되는 인코더는 현재 블록의 2Nx2N PU에 대해 인트라 예측을 수행하고(S1710), 그 다음 2NxN PU에 대해 인트라 예측을 수행하고(S1720), Nx2N PU에 대해 인트라 예측을 수행하고(S1730), NxN PU에 대해서도 인트라 예측을 수행할 수 있다(S1740).

상기와 같이, 다양한 형태의 PU에 대해 인트라 예측을 수행한 후, RD 비용에 따라 최적의 파티션 정보를 결정할 수 있다(S1750).

본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 인트라 블록 또는 인터 블록 대하여, PU가 직사각형(Rectangular) 모양으로 분할되지 않았을 때, TU 깊이는 0부터 시작하여 앞서 기술한 직사각형(Rectangular) 모양의 쿼드트리로 분할될 수 있다.

본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 위에서 기술한 직사각형(Rectangular) 모양의 TU 파티셔닝(partitioning)을 인코더 또는 디코더 내의 인터 예측부에서도 유사하게 적용할 수 있다.

본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 직사각형(Rectangular) 모양의 TU를 사용할 것인지 기술한 정사각형 모양의 TU를 사용할 것인지를 나타내는 파티션 정보를 인코더로부터 수신 받은 경우, 상기 파티션 정보가 VPS, SPS, PPS 또는 슬라이스 헤더에 포함되어 수신될 수 있다. 또는, CU 헤더에 포함되어 블록 별로 정보를 수신받을 수도 있다.

본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 인트라 블록을 인코딩/디코딩할 때, PU의 모양에 따라서 TU의 모양이 정의될 수 있다. 예를 들어, 현재 인트라 블록에 대한 PU가 2Nx2N, NxN과 같이 정사각형 모양으로 정의되었을 경우, TU의 모양 또한 정사각형으로 정의될 수 있다.

또 다른 예로, 인트라 블록의 PU가 2NxhN, Nx2N 등 직사각형 모양으로 정의되었을 경우, TU는 PU보다 크지 않은 유사한 모양으로 정의될 수 있다.

상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1 및 도 2에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.

또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims

비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서,
현재 코딩 유닛의 블록 파티션 정보를 획득하는 단계;
상기 블록 파티션 정보에 기초하여, 파티션 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 단계; 및
상기 유도된 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 파티션 블록의 예측 신호를 생성하는 단계
를 포함하되,
상기 파티션 블록의 인트라 예측 모드는 예측 방향에 따라 제한된 개수로 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 코딩 유닛이 참조 샘플과의 거리에 기초하여 분할되었는지 여부를 나타내는 플래그 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 현재 코딩 유닛이 참조 샘플과의 거리에 기초하여 분할된 경우, 상기 파티션 블록의 인트라 예측 모드가 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 현재 코딩 유닛이 참조 샘플과의 거리에 기초하여 분할된 경우, 상기 현재 코딩 유닛의 분할 방향을 나타내는 방향 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 현재 코딩 유닛의 분할 방향은 수평 방향 또는 수직 방향을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 인트라 예측 모드는 전송된 예측 모드 값과 오프셋 값의 합에 의해 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 오프셋 값은 상기 방향 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 방향 정보가 수평 방향을 나타내면 상기 오프셋 값은 수직 방향의 예측 모드를 나타내는 값들 중 최소값에 대응되고, 그렇지 않은 경우에는 0을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
현재 코딩 유닛의 제 1 예측 유닛에 대해 인트라 예측을 수행하는 단계;
상기 제 1 예측 유닛에 대해 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 현재 코딩 유닛의 크기를 확인하는 단계;
상기 현재 코딩 유닛이 기설정된 크기에 대응되는 경우, 제 2 예측 유닛에 대해 인트라 예측을 수행하는 단계;
상기 제 2 예측 유닛에 대해 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 제 1 예측 유닛과 상기 제 2 예측 유닛의 율-왜곡 비용에 기초하여, 최적의 예측 유닛 크기를 결정하는 단계; 및
상기 최적의 예측 유닛의 크기에 따라 예측 블록을 생성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 최적의 예측 유닛은 직사각형 또는 정사각형 모양인 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 현재 코딩 유닛 내 변환 유닛의 모양은 상기 최적의 예측 유닛의 모양에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 변환 유닛은 상기 현재 코딩 유닛을 기준으로 쿼드트리(quadtree) 분해 또는 옥타트리(octatree) 분해되는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 변환 유닛은 상기 현재 코딩 유닛 내에서 적어도 하나의 직사각형 모양 또는 정사각형 모양으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 최적의 예측 유닛의 분할 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 슬라이스 헤더 또는 코딩 유닛 헤더 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.